本文是专题编辑文章，介绍基于荧光蛋白（FP）的生物传感器在活细胞中可视化分子动态的研究进展。细胞通过膜受体接收胞外配体、细胞间相互作用和机械信号，并经激酶、磷酸酶、第二信使、小GTP酶和转录因子等通路转导，其时空动态控制分化、迁移、增殖和存活。遗传编码的FP生物传感器可实时监测这些分子事件。文中综述了FRET、BRET、环置换FP（...
F-box蛋白β-转导重复蛋白（β-TrCP）是SCF E3泛素连接酶复合物的底物适配体，在细胞生理中起关键作用，并在多种癌症中常发生失调。本文开发了一种荧光生物传感器，用于在活单细胞中实时定量测量β-TrCP活性。研究发现，β-TrCP在整个细胞周期中保持组成型活性，并维持其底物处于明确的稳态水平。β-TrCP表达水平与其活性之间...
本文描述一种用于评估小鼠卵母细胞中减数凝聚蛋白亚基 Rec8 被分离酶（separase）切割效率的荧光生物传感器。作者详细给出了卵母细胞收集、体外转录 capped mRNA 以及显微注射表达传感器的操作流程。该传感器靶向染色体，由两个荧光团夹持一段含有 separase 切割位点的 Rec8 片段组成；当 separase 在减...
Rho家族GTP酶是细胞骨架动态的核心调控因子，其活性受鸟苷酸交换因子（RhoGEF）和GTP酶激活蛋白（RhoGAP）调控。本方案提供一套稳健、可高通量筛选的活细胞荧光共振能量转移（FRET）生物传感器检测流程，用于在天然细胞环境中分析RHOA、RAC1和CDC42等GTP酶活性变化。该传感器为遗传编码单链报告蛋白，包含循环置换m...
Ras 小 GTPase 是细胞生长与增殖的关键调控因子，其活性在多种癌症中异常，因此需要在天然细胞环境中实时测量 Ras 活性。本文开发了一种比率型荧光 Ras 活性报告系统 RasAR，用于在活细胞中以高时空分辨率定量检测 Ras 活性。RasAR 由 Raf1 的 Ras 结合域（RBD）、源自 Ras 效应结合区的假配体以及...
抗坏血酸（AA）是参与多种生化途径的重要细胞代谢物，也是人体内关键抗氧化剂，因此监测活细胞中的AA具有重要意义。目前已有多种AA检测方法，但能灵敏、选择性检测胞内AA的方法较少。本文报道了一种基于超薄石墨相氮化碳（g-C3N4）纳米片和CoOOH纳米片构建的高效生物传感器（g-C3N4–CoOOH纳米复合材料），用于活细胞中AA的灵...
Argonaute 2（Ago2）是RNA诱导沉默复合体（RISC）的关键组分，参与多种生理过程，其活性失调与癌症等多种疾病密切相关。现有Ago2检测方法常存在步骤繁琐、反应体系复杂和灵敏度不足等问题。本文构建了一种基于金纳米颗粒（AuNP）的单分子生物传感器，用于简单、灵敏地检测Ago2活性。该传感器通过多条Cy5标记信号探针自组...
光介导的蛋白定位控制是操控和解析复杂生物系统的重要方法。此前，作者将经典 6-硝基二氧六环羰基（NVOC）光笼基团引入定位于细胞质膜内叶的甲氧苄啶（TMP）配体，构建了光活化自定位配体（paSL），可在约 400 nm 紫光照射下将工程化大肠杆菌二氢叶酸还原酶（DHFR）融合蛋白从胞质快速招募至质膜。然而 NVOC 型 paSL 光...
急性髓系白血病（AML）对激酶抑制剂治疗的反应常因快速耐药而短暂，限制了临床疗效。联合治疗可通过靶向白血病细胞逃逸单药治疗所用的通路，改善初始治疗反应。本研究报道，联合抑制 KIT 和赖氨酸特异性去甲基化酶 1（LSD1）可在 KIT 突变 AML 细胞系和原代患者样本中诱导协同细胞死亡。该药物组合使 MYC 和 PU.1 从染色质...
淀粉样蛋白β（Aβ）沉积发生在阿尔茨海默病（AD）早期，但Aβ的早期检测仍是持续挑战。本文报道了一种近红外光学纳米传感器，可在活细胞内和脑内原位检测Aβ。该传感器由单壁碳纳米管（SWCNTs）经Aβ功能化构成，Aβ–Aβ相互作用驱动传感响应。研究发现，Aβ纳米传感器通过调节纳米管近红外发射的溶剂化色移，选择性响应Aβ。该传感器可追踪...
生物传感器可用于监测和成像生物事件与分子。在体内敏感检测不同生物分子能够实时反映生理状态变化，对疾病诊断和治疗具有重要意义。细胞内分子浓度变化可指示疾病的发生与发展。然而，现有检测方法如Western blot检测胞内蛋白、PCR技术定量胞内RNA和DNA，通常需要细胞裂解，过程复杂且耗时。荧光生物成像能够原位监测活细胞中的分子。通...
在固体基底上通过微接触印刷（µCP）沉积生物分子微图案，通常需要复杂的化学表面修饰以引入反应性基团。本文提出一种基于商品化聚合物-金属离子涂层（AnteoBind Biosensor reagent）的简化活化方法，用于未处理固体基底，使玻璃表面可直接进行 µCP，并通过亲和素结合实现蛋白的牢固固定。在概念验证实验中，作者确定了表面...
双链（ds）生物传感器是一类用于生化检测和活细胞成像中核酸序列检测的均相寡核苷酸探针。锁定核酸（LNA）修饰可提高探针的结合亲和力、特异性和抗核酸酶降解能力，但淬灭序列中的 LNA 单体也可能阻碍目标与荧光探针的结合，从而降低 dsLNA 生物传感器的信号。本研究通过改变淬灭序列中 LNA 单体的数量和位置，系统评估 LNA 修饰对...
利用荧光配位聚合物/金属有机框架在细胞体系中选择性检测硫化氢（H2S）具有重要科学意义，因为这类材料具有优良的水稳定性、生物相容性和实时检测能力。然而，完全由生物必需元素构建此类材料并将其作为高效生物传感器仍具挑战。本文报道两种新合成的含生物必需金属离子 Zn(II) 的配位聚合物，其框架中分别引入硝基或叠氮基团，用于通过 H2S ...
凋亡是维持内环境稳态的程序性细胞死亡，其紊乱与多种疾病相关；caspase-3是凋亡通路关键效应酶，其活性可作为凋亡标志。本文报道一种基于最亮单体绿色荧光蛋白mNeonGreen2的遗传编码开关型分子生物传感器。该传感器将caspase-3识别底物DEVD序列插入mNeonGreen2，并通过插入Nostoc punctiforme...
κ阿片受体（KOR）是疼痛和瘙痒治疗的重要靶点。由于偏倚激动剂可在细胞水平优先激活特定下游通路，有望保留镇痛和抗瘙痒作用并减少镇静与不适感，直接测量激动剂在受体水平的效应具有重要意义。本文讨论利用与KOR相互作用的构象特异性胞内生物传感器直接评估配体选择性效应的策略。这些生物传感器与内源信号机制解耦，可在活细胞中提供配体效应的直接受...